CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU CHÍNH 2.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG TÍNH TOÁN 2.1.1. Các Chế Độ Làm Việc Chế độ làm việc là đặc tính rất quan trọng của máy trục. Trong mỗi bước tính toán các cơ cấu, cũng như kết cấu kim loại của máy, đầu phải chý ý đến chế độ làm việc. Xếp loại cơ cấu làm việc theo chế độ này hay chế độ khác phải trên cơ sở quan sát sự làm việc của nó trong thời gian nhất đònh. Khi thiết kế mới, chế độ làm việc của có cấu có thể lấy theo kinh nghiệm, trên cơ sở quan sát thực tế lâu năm, với nhiều loại máy trục khác nhau. Chế độ chung cho máy trục lấy theo chế độ làm việc của cơ cấu nâng, ở đây ta chọn chế độ làm việc của cần cẩu thiết kế là chế độ nhẹ. Đặc điểm: - Làm việc với tải trọng khác nhau - Hệ số sử dụng tải trọng đạt khoảng 75% - Vận tốc làm việc nhẹ - Cường độ làm việc 25% - Số lần mở máy 120 lần/giờ Bảng 2-1. Bảng số liệu về chế độ làm việc của cần cẩu: Chỉ tiêu Chế độ làm việc (T) + Cường độ làm việc, CĐ%. + Hệ số sử dụng trong ngày, k ng + Hệ số sử dụng trong năm, k n + Hệ số sữ dụng theo tải trọng, k Q . + Số lần mở máy trong một giờ,m. + Số chu kỳ làm việc trong một giờ, a ck . + Nhiệt độ môi trường xung quanh, t o C. 25 0,67 0,5 0,55 120 20-25 25 0 Thời gian phục vụ năm - Ổ lăn - Bánh răng - Trục và các chi tiết khác 5 10 15 Thời gian làm việc trong thời hạn trên,h - Ổ lăn - Bánh răng - Trục và các chi tiết khác 3.500 7.000 10.000 2.1.2. Chế Độ Tải Trọng Tính Toán Khi tính toán cơ cấu máy trục người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng tính toán đối với trạng thái làm việc và trạng thái không làm việc của máy trục như sau: + Trường hợp 1: Tải trọng bình thường của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng danh nghóa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng gió ở trạng thái làm việc của máy, các tải trọng trong quá trình mở máy và hãm cơ cấu. Đối với các trường hợp này các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền tónh (theo giới hạn chảy và giới hạn bền) và theo sức bền mỏi (theo giới hạn mỏi). Các chi tiết không quay cũng như không chòu ứng suất thay đổi khi quay thì tính theo sức bền tónh. + Trường hợp 2: Tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc bao gồm tải trọng danh nghóa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng động lớn nhất xuất hiện khi mở máy và phanh đột ngột hoặc khi mất điện, có điện bất ngờ, tải trọng gió lớn nhất ở trạng thái làm việc và tải trọng do độ dốc lớn nhất có thể. Các trò sổ tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc thường hạn chế bởi điều kiện bên ngoài như trò số mômen phanh lớn nhất, mômen giới hạn của khớp nối.v.v . Đối với trường hợp này tất cả các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền tónh. + Trường hợp 3: Tải trọng lớn nhất của trạng thái không làm việc của máy đặt ngoài trời bao gồm trọng lượng bản thân, tải trọng gió lớn nhất trong trạng thái không làm việc và độ dốc của đường. Đối với trường hợp này chỉ tính toán cho các chi tiết của bộ phận hãm gió, các thiết bò phanh hãm. Tải trọng gió khi tính toán các máy trục làm việc ngoài trời cần phải tính toán đến tải trọng gió có thể lấy theo bảng sau: Bảng 2-2. Áp lực gió lên cần trục ở trạng thái làm việc. N/m 2 Đặc điểm phép tính Cần trục cảng và cần trục nổi Các cần trục khác - Tính kết cấu kim loại, các cơ cấu và tính đứng vững của cần trục. - Tính công suất động cơ - Tính sức bền mỏi. 400 250 50 250 150 50 Bảng 2-3: Áp lực gió tác dụng lên cần ở trạng thái không làm việc Chiều cao từ mặt đất,m 0  20 20  40 40  60 60  80 80  100 > 100 p lực 1000 1150 1300 1500 1650 1800 Toàn bộ tải trọng gió được xem là tác dụng ngang và xác đònh theo công thức: P g = k k .q. (F o + F V ) Trong đó: + K k - hệ số cản khí động học đối với dàn và các dầm kín k k = 1.4; đối với buồng lái, đối trọng, dây cáp cần trục cáp, dây chằng cần trục cột buồm v.v . k k = 1,2. + q- áp lực gió tính toán, lấy theo bảng (2-2) và bảng (2-3), (N/m 2 ) + F o - diện tích chòu gió tính toán các bộ phận của cần trục, (m 2 ) + F v - diện tích chòu gió của vật nâng, (m 2 ) 2.1.3. Ứng Suất Cho Phép Trong ngành máy nâng chuyển dùng phương pháp tách thành phần để xác đònh các ứng suất cho phép, trong đó hệ số an toàn được xác đònh tùy thuộc vào mức độ quan trọng của chi tiết và chế độ làm việc của cơ cấu. Tính toán các chi tiết theo sức bền mỏi và sức bền tónh cho các trường hợp tính 1,2,3 xuất phát từ phương trình cơ bản sau:         Trong đó: - Ứng suất lớn nhất tác dụng trong chi tiết, có tính đến tập trung ứng suất, trạng thái bề mặt, tính chất lắp ghép, N/mm 2 . [ ]- ứng suất cho phép đối với chi tiết, N/mm 2  n - ứng suất nguy hiểm của vật liệu đối với trạng thái căng cụ thể lấy theo giới hạn bền, giới hạn chảy hoặc giới hạn mỏi, tùy theo trường hợp tính, N/mm 2 . [n]- là hệ số an toàn thấp nhất cho phép. 2.1.4. Tính Toán Hiệu Suất Khi xác đònh tải trọng tính toán khí động học của cơ cấu, cần phải tính đến các tổn thất do ma sát trong các khâu, bằng cách đưa vào các trò số hiệu suất của các bộ phận của nó. Khi xác đònh tải trọng lên bộ truyền, liên tục, khi chọn động cơ cần xuất phát từ những trò số nhỏ nhất có thể của hiệu suất, còn khi xác đònh mômen phanh thì nên xuất phát từ những trò số lớn nhất có thể. Hiệu suất của hệ thống tay đoàn được tính bằng tích các hệ thống của mỗi một bản lề, hiệu suất mỗi bản lề xác đònh theo công thức sau: )( )( rfba rfab     Trong đó: r- bán kính bản lề a- phần tay đòn lớn b- phần tay đòn nhỏ f- hệ số ma sát trong ổ trượt [lấy theo bảng (1-10) tính toán máy trục] trong trường hợp ổ lăn đối với bi f = 0,005; ổ đũa f = 0,008; ổ đũa côn f=0,02 . CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU CHÍNH 2.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG TÍNH TOÁN 2.1.1. Các Chế Độ Làm Việc Chế độ làm việc là đặc tính rất quan trọng. và các chi tiết khác 3.500 7.000 10.000 2.1.2. Chế Độ Tải Trọng Tính Toán Khi tính toán cơ cấu máy trục người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng tính toán